圖解物理學更新版：好奇+想像力+追根究柢的科學精神

推薦序 以圖像建立物理觀念 以想像力登上物理殿堂

作者序 愉快學習物理　體驗物理美妙之處



第1章 探訪物理的世界

01 解答「為什麼」即物理的精髓

02 為何物理中一定要有數學式

03 支撐物理的五大支柱

04「物理入門」的第一道關卡──了解原子的構造

05 以支配自然的四種作用力為主軸來學習「物理學」

06 物理思考的原點──「克卜勒定律」

07「萬有引力定律」的推導過程

08 好好地融會貫通「場」的概念

Column1 物理天才的誕生



第2章 力學為物理之鑰

01 物理量的單位只有四種

02 力學能藉由「向量」以圖像表現

03 較重的物體會落下得比較快嗎

04 力與加速度及質量的關係

05 運動方程式的發現大幅地改變了物理

06 「慣性定律」就是「惰性定律」？

07 無論何時，力都是成雙成對的

08 偏西風的產生是受到地球為球形的影響

09 有苦就有樂──能量守恆定律

10 測量能量的大小

11 即使物體相撞，動量還是維持不變

12 向心力是萬有引力的仲介

13 藉由萬有引力定律來思考圓周運動

Column2 為什麼萬有引力是無所不能的？



第3章 探討波與光

01 在空間中進行傳遞的「波」

02 聲音與光同樣是波卻完全不同！

03 為何會發生「都卜勒效應」

04 愈大型的樂器聲音愈低沉

05 自然界中充滿了共鳴

06 光的特性就是「急性子」

07 光的折射原理

08 鑽石的寶貴價值來自「全反射」

09 偏光濾鏡使水中之物也能清楚看見

10 可以通過狹縫的半圓形──波的繞射

11 同心協力就是一種美？波的各種干涉現象

Column3 為何天空會被晚霞染紅



第4 章 「熱力學」一點也不難

01 當分子的運動愈來愈激烈，固體與液體就會變成氣體

02 水既不容易變熱也不容易冷卻

03 溫度的高低即表示分子運動的程度

04 溫度的最低下限──「絕對零度」

05 壓力可用分子的質量、速度與密度來表示

06 分子的動能與絕對溫度成正比

07 能量可以轉變成各種形式

08 熱力學第一定律即「能量守恆定律」

09 獲得的熱能有兩種瓜分方式

10 在無火的情況下點火──絕熱變化

11 覆水難收即「熱力學第二定律」

12 熵只會不斷增大

Column4 為什麼保溫瓶裡的熱水不會冷掉？



第5 章 到底什麼是「電」？

01「電」是因為缺乏電子而產生

02 靜電作用力非常地強大

03 在電的世界裡，占據高點同樣較為有利

04 當相同的電荷互相靠近時

05 原子核是儲存電能的罐頭

06 電也會受到來自空間的作用力

07 空間在肉眼不可見之下改變了

08 金屬會散發出光澤是因電子快速移動所致

09 在汽車裡就算打雷也很安全

10 電容器是儲存電的倉庫

11 如何儲存大量的電

12 電阻是連接寬廣水道的細小水管

13 電的流動──電流

14 載運砂石的觀念也可以用來說明歐姆定律

15 從電能到熱能

Column5 電在傳送時會耗損！？



第6章 一窺電磁的世界

01 磁鐵的N極與S極為何分不開？

02 磁力可證明移動中的物體會「縮小」

03 利用磁鐵來產生電

04 線圈會在磁場中儲存能量

05 即使沒有移動的電荷，電流還是存在！？

06 電磁波是由振動的電場所產生！

07 藉由勞倫茲力來了解馬達的作用原理

08 磁浮列車是如何前進的

09 以電容器讓磁場旋轉！

Column6 以微波爐來加熱食物



附錄 基本粒子的世界充滿趣味！

01 光也具有粒子的特性

02 不接受分散能量的電子

03 無論多麼巨大的物體都擁有波的特性

04 兩者不可兼得──測不準原理

05 基本粒子可以向上帝借用能量

06 測不準原理使原子得以存在



索引

姓名:山田弘
1947年　生於宮城縣
1972年　北海道大學工學院應用物理系畢業
1979年　取得北海道大學工學研究所電氣工程專攻博士課程學分
1979年　岩手大學工學院電氣工程系助教
1995年　岩手大學工學院電氣電子工學系教授
1984～1986年　美國麻省理工學院（MIT）客座研究員

現任
岩手大學工學院電氣電子工學系教授　工學博士

著作
《歡迎來到電子學的世界》（岩手日報社）
《固體內核反應研究》（合著，工學社）